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【聚焦·改革④】 南海油井的“摆渡人”——记中国青年科技奖获得者、我校机电院王国荣教授

发布日期:2017年04月27日 12:09    新闻来源:宣传部  浏览次数:

编者按:改革,永远在路上。“十大”提升计划、40项重点任务的2017年攻坚作战图已经挂起,接下来就是一个字——干!

为充分展示西南石油大学师生在建设高水平特色大学和一流学科高校征程上的豪情壮志,鼓舞信心,从3月份开始,我们将继续推出《聚焦•改革》大型主题系列宣传报道。

报道将聚焦我们目前积极推进的各项改革举措以及努力前进的方向;聚焦我们在人才培养、科学研究、人才队伍建设、社会服务、文化传承创新、国际合作交流、管理服务等方面所取得的成效、经验以及新亮点;聚焦十大提升计划的思路、举措、推进情况、成效;聚焦“十三五”规划中11个专项规划的思路、举措、预期目标;聚焦在改革过程中所涌现出来的先进集体和个人。敬请关注,并期望广大师生提供线索,联系电话:83032490。

 

摆渡人,在运输人和物到达彼岸的过程中,起着重大作用。

深水钻井隔水管是连接石油井口和海上钻井平台的重要部件,是整个海洋钻井装备中重要而又薄弱的环节,也是提供井口与钻井平台之间的泥浆往返通道,支持辅助管线,引导钻具,作为下放与撤回防喷器组的“渡船”。

在这一特别的“渡船”上,我校中国青年科技奖获得者机电院王国荣教授就担当着“摆渡人”。

 

王国荣正在做实验

 

海洋石油勘探“瓶颈”

2006年3月,Diamond Offshore(戴蒙德海底钻探公司)的钻井船发生隔水管事故,隔水管紧急脱离后不仅损失了218桶合成基钻井液,更是造成了大面积的海洋环境污染。

深海隔水管结构貌似简单,但由于载荷与作业过程的复杂性、实际响应的抽象性等,使得隔水管始终是海洋石油装备开发的难点与重点。长久以来,除美国、挪威、日本等国家几个大的海洋工程公司能够制造钻井隔水管外,其他国家和公司还不具备开发能力,系统整体设计与分析技术也仅被少数国家的几个公司所拥有。

“涨海崎头,水浅而多磁石,缴外大舟,锢以铁叶,值之多拔。”这是东汉杨孚所著的《异物志》中对南海的一段描述。南海,富饶而美丽,油气田大约有180个,相当于全球储量的12%,约占中国石油总资源量的三分之一。

然而,南海又是一片恶劣与复杂之海,地处亚热带和热带地区,全年高温高湿,雨量丰沛,波浪大,台风频繁……且由于大部分油气资源位于深水区以及超深水区。3000米超深水钻井平台,仅美国和挪威各有一台,要在海况恶劣的南海上架设隔水管系统,更是难上加难。

王国荣做的,正是这个课题。

王国荣在西南石油大学完成硕士、博士的机械类研究内容。其间,他在中国工程物理研究院和新疆塔里木油田工作锻炼。10余年的求学和实践经历,使王国荣具备了扎实的理论基础,对海洋油气的开发工艺与设备有一定的了解,为他的研究做好了知识和技术多方面的储备。

 

王国荣正在做实验

 

深水作业跨越2700米

虽然在基础理论研究上,王国荣对隔水管有一定的研究基础,但面对南海如此恶劣的海洋环境和更高要求的隔水管,如何将理论运用于实践?能不能按期完成?王国荣心里也没有底,但他深知南海油气资源的开发对我国具有重要的战略意义。

从接下项目开始,团队就面临重重压力。隔水管力学实验系统必须尽快投入海洋石油“981”平台的下水作业,而所需的实验平台国内目前仅有两个,在中海油的帮助下,项目组与上海交通大学经过多番沟通协调,争取到了一个月的实验水池使用时间,这意味着,团队成员必须在一个月之内确定方案可行性,完成隔水管实验。

在上海交大实验过程中,其中一个电机设备出现了漏油情况,团队分析多次也未找出漏油的原因;打电话给电机的生产厂家,由于工况的复杂性,工厂专家也说不出所以然。故障不解决,实验也就没法继续往下做,时间就得干耗着,这让王国荣心急如焚。

没有好的办法,就只能采用笨办法——一个工况一个工况挨个儿实验,轮流实验三天,他和团队成员一刻也不敢懈怠。

2012年5月9日,中央电视台新闻联播及各大新闻媒体对南海“981”平台首钻成功进行了深入报道。其后,项目组研究的隔水管力学行为实验系统成功应用于“981”平台的6口深井钻井作业、9井次的完井作业设计中。值得一提的是,该实验系统作业时工作效率较国际同类先进平台高10%。

该科研成果是全世界首套基于海洋环境与钻井工况耦合作用下的隔水管力学行为试验系统,而且首次发现了深水钻井隔水管“三分之一效应”与“上下边界效应”,实现了我国深水作业能力300米到3000米的跨越,为深水、超深水钻井隔水管的安全控制提供了理论和实验依据,提升了深水钻井隔水管的安全性。

王国荣正在指导学生

做学生的“摆渡人”

2001年,王国荣的导师刘清友带领他和另外两个博士研究现代设计理论与方法在油气装备中的应用,偏向于应用理论研究。

在此期间,王国荣针对我国川、渝和塔里木等深井超深井地层开展了岩石力学性能模拟实验、钻头破岩机理和实验研究,掌握了不同深部地层岩石特性等规律,建立了牙轮破碎井底的岩石模型,为研制新型高速牙轮钻头轴承和优选钻井参数提供了试验依据;在深井钻柱动力学和深部岩石性能研究的基础上,提出了“浮动套轴承”高速牙轮钻头轴承的新结构,创建了高速牙轮钻头浮动套轴承脂润滑动动载荷粗糙表面的等数学模型。

10余年来,最初的4人队伍不断扩大,时至今日,团队已有22名老师、80余名学生,是学校里最优秀和最庞大的科研团队之一,王国荣也从最初的学生变成了团队的主要负责人。

“从读书时期我认识他的时候,他给我的印象就是做事非常踏实。不管是读书还是搞科研,都严谨负责。”在学生眼里,王国荣就是一个普通的科研人员,同时,也是一个很宽厚的邻家兄弟。

对于所带的学生,王国荣也是尽自己全力做好学生的“摆渡人”。王国荣会要求学生每周做一份简报,将所做项目的进展和问题进行总结汇报。“他平常很忙,事情也很多,但他总是会认真仔细地去听,去看,看完之后再对我们具体存在的问题进行详细指导,帮助我们确定下一步的研究方向。”王国荣的学生钟林说。

目前,王国荣正带着自己的学生,在进行深海天然气水合物开发中采掘工艺与装备的研究。虽然对于可燃冰的开采与挖掘问题,全球仍处于一个研究阶段,依然没有可行的安全高效开采方案,但王国荣和他的学生已经走在这条路上,并且会继续走下去。(曹正 大学生全媒体中心 张钧晖 何元庆 李佳悦)

作 者: 编 辑: 曹正
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